探索太空中的 AM：Additive Snack 播客中专家的见解

2024 年 9 月 5 日 | 阅读时间：10 分钟

在本期 Additive Snack 播客中，主持人Fabian Alefeld 和他的嘉宾将与增材制造 (AM) 和太空探索行业中一些最聪明的人展开精彩的讨论。

与他一起的还有 

美国国家航空航天局首席工程师 Paul Gradl
通快公司航空航天和医疗行业经理 Eliana Fu
火箭实验室增材制造 经理 Myles Keefer
欧洲航天局欧洲空间研究和技术中心高级制造工程师 Advenit Makaya

空间 AM 的现状和成功经验
迈尔斯-基弗（Myles Keefer）在对话开始时概述了太空工业3D 打印的现状。基弗强调了 AM 对航天工业的重要性，尤其是通过激光粉末床熔融和定向能沉积 (DED) 等技术。

这些技术加快了迭代过程，使公司能够快速对部件进行原型设计和测试，考虑到太空探索的高风险和高成本性质，这是必要的。Keefer 还指出，该行业向部件整合和几何自由度方向的转变展示了 AM 在降低供应链复杂性方面无可比拟的潜力。

Eliana Fu 以她在各航天机构的丰富经验进一步阐述了这一点。她强调了卫星推进器等小型部件和发动机部件等复杂结构现在是如何利用激光工艺进行常规制造的。

对于传统粉末床无法容纳的大型结构，现在可以通过线弧增材制造 (WAAM) 和 DED 等技术来解决。

AM 材料的进步
这期节目的大部分内容都集中在 AM 材料的创新上。 

Paul Gradl 分享了他对专为 AM 开发的新型材料的兴奋之情，这些材料超越了铝和钛等传统材料。他重点介绍了美国国家航空航天局（NASA）使用GRX-810和NASA-HR-1 等定制开发材料的情况，这些材料在极端环境中表现出卓越的性能。这些材料专为高压、高温和具有挑战性的化学环境而设计，对未来的太空任务至关重要。

Eliana Fu 对此进行了补充，她说明了C103 等材料的历史难题，这些材料在传统加工过程中既昂贵又繁琐，而现在通过 AM 技术得到了解决。此外，高强度铝变体和伽马钛铝现在都可以打印，从而为设计和应用带来了新的可能性。

Advenit Makaya 谈到了欧洲的观点以及欧洲如何在 AM 创新方面迎头赶上。他指出，集成计算材料工程（ICME）和机器学习工具的不断发展为材料科学提供了前所未有的可能性，使人们能够根据太空探索的具体要求创造出全新的合金。

太空 AM 的挑战和前景
尽管取得了进步，但该行业仍面临重大挑战。Paul Gradl 认为，后加工步骤仍然是一个瓶颈。虽然制造零件可能很快，但去毛刺、电火花加工（EDM）切断和热处理等后续工序会延误整个制造周期。这正是行业需要进一步创新和提高效率的地方。

此外，确保这些新开发部件的安全性和可靠性也至关重要。Gradl 强调了从热模拟到灵敏度分析等方面深入了解 AM 工艺的重要性，以确保部件的高质量和安全性。这种理解对于培养利益相关者的信心非常必要，因为他们可能仍然依赖传统制造工艺来制造关键部件。

迈尔斯-基弗（Myles Keefer）从制造商的角度谈到了该行业的前景。在火箭实验室，重点是最大限度地提高机器利用率，以满足加速发射的时间表。基弗强调，需要在迭代开发和高效生产之间取得平衡，以跟上快速发展的航天工业的步伐。

协作努力和生态系统建设
讨论还强调了 AM 社区内部合作的重要性。专家们一致认为，合作方式可以促进标准化和共享最佳实践。Paul Gradl 谈到，与其他行业相比，增材制造行业具有独特的协作性。会议和研讨会是行业领导者和研究人员交流想法和解决方案的重要接触点。

Eliana Fu 对ASTM F42和SAE 等合作委员会表示赞赏，这些委员会致力于为 AM 创建标准化流程，就像为传统材料创建标准化流程一样。这项工作对于使 AM 成为关键应用领域可信赖的主流制造工艺至关重要。

激励下一代
在讨论一个行业的未来时，不能不讨论教育和社区推广问题。保罗-格拉德尔（Paul Gradl）强调了美国国家航空航天局（NASA）通过教育项目和实践经验激励下一代工程师和科学家的承诺。让从小学到大学的学生参与 AM 相关项目，可以为未来的创新铺平道路，并确保有一支技术熟练的劳动力队伍随时准备应对未来的挑战。

结论
这一集关于空间 AM 的节目证明了该技术所走过的令人难以置信的历程及其未来的潜力。从材料创新到工艺优化和协作努力，空间 AM 领域已准备好实现重大增长和突破。通过促进教育和保持协作精神，业界可以克服现有的挑战，并继续突破可能的极限。

要深入了解这些见解，请务必收听 Additive Snack 播客的全集。敬请期待与塑造未来 AM 和太空探索的行业领袖进行的更多精彩讨论。

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